1. No category

Vintertjeneste
Restsaltmodel er nu en realitet
Et spændende fireårsudviklingsprojekt er nu nået til vejs ende. Projekt MORS (MOdelling Residual Salt),
som blev sat i værk under NordFoU med deltagelse af de fire nordiske lande, Danmark, Sverige, Norge
og Island handler om at bestemme en restsaltmodel. Projektet har gennem de sidste fire år været
omdrejningspunktet for fem forskere fra de fire lande.
Skúli Thordarson,
Ph.d., Vegagerdin
[email protected]
Kai Rune Lysbakken,
Ph.d., Statens Vegvesen
kai-rune.lysbakken@vegvesen.
no
har formået at skabe en model, som er i
stand til at beregne restsaltmængden både
i reel tid og i prognoser efter udspredning.
Parametre, som trafikintensitet, vej- og
vejrforhold medtages i modellens beregninger. Udviklingen har været understøttet af intensive feltmålinger på Bygholms
testfaciliteter i Horsens, Danmark, hvor
processerne blev undersøgt grundigt under kontrollerede forhold. Faciliteterne
på Bygholm gjorde det muligt at foretage
detaljerede målinger af restsalt på belægningsoverflader under kontrollerede forhold både via manuelle målinger og ved
automatiske vejsensorer.
Modelkoncept
Göran Blomqvist,
Tekn. Dr. Ph.d., Statens vägoch transportforskningsinstitut
[email protected]
Michel M. Eram, Civilingeniør,
eMBA, Vejdirektoratet
[email protected]
Længe har landene forsøgt at finde svar
på, hvor hurtigt udspredt salt forsvinder
fra vejen. Værktøjet har været nødvendigt,
fordi det vil bidrage positivt til beslutningstagernes mulighed for at vurdere den aktuelle situation og derudfra planlægge det
nødvendige tidspunkt og saltmængder for
at imødegå glat føre.
Nu er det en realitet. Projektgruppen
Restsaltmængde på en vejbane vil blive
påvirket af flere processer og faktorer. Figur
2 viser en principmodel for massebalance
på en vejbane. Modellen viser de processer, der påvirker mængden af salt på kørebanen.
Modellen antager, at der på kørebanen
kan være masse i form af uopløste salt,
saltvand og vand.
Følgende processer bringer masse ind
og ud af systemet:
1. Spredning af tørt salt
2. Spredning af saltlage
3. Blow-off (tør salt / saltkrystaller tabt
af vej på grund af trafik
4. Run-off (dræning af væske / saltopløsning fra jorden)
5. Splash + spray-off (væske / saltlage
tabt ved vejen på grund af trafik)
6. Fordampning af væsken på vejoverfladen
7. Kondensering af fugtighed på kørebanen
8. Nedbør i form af regn, slud eller sne.
Figur 1. Feltforsøg på Bygholm, Horsens.
Desuden blev to processer, som ændrer
type af masse inden for systemet, identificeret, det vil sige mellem det uopløste salt,
saltvand eller vand:
9. Opløsning
10. Krystallisering.
Forskellige processer, som bidrager til, at
salt og vand forflyttes inden for vejbanen
eller forsvinder fra vejbanen og påvirkes
af flere faktorer som saltningsmetode, trafikforhold, vejoverflade, fugtighed og eksisterende vejrforhold, indgår i modellen og
er identificeret som værende afstrømning,
blow-off (saltkorn), spray-off (salttage; i
form af splash og sprøjt), fordampning,
kondensering, nedbør og saltning.
Implementeringsmuligheder
MORS-Projektet har haft til formål at udvikle en model, der udtrykker mængden af
restsalt efter udspredningen. Denne viden
kan give grundlaget for en generel kompetence for personale, der beskæftiger sig
med vejsaltning på forskellige niveauer.
33
TRAFIK & VEJE • 2015 oktober
se anderledes ud. Dette skyldes forholdet
mellem den tidsafhængige vand afstrømning (run-off) og trafikafhængig splash-off.
Niveau 2 - Implementering
af modellen i eksisterende
beslutningsstøttesystemer
Figur 2. Modelkoncept for restsaltmodel.
På forsøgsstrækningen på Bygholm
blev en lang række forsøg og testkørsler
gennemført. Effekten af de enkelte parametre blev undersøgt isoleret, og analysen
af disse data gav grundlag for en model.
Modellen giver mulighed for at bekræfte
forhold, som tidligere har været kendt af
fagfolk, uden at de helt vidste hvorfor, og
uden at det førte til ny viden.
Projektgruppen forestiller sig, at modellen eller viden om MORS projektet kan
benyttes på 2 forskellige måder:
1. Grafiske repræsentationer af modelresultater kan bruges som simpel
beslutningsstøtte
2. Modellen kan implementeres i eksisterende beslutningsstøttesystemer
(RWIS).
Niveau 1 - Grafisk fremstilling
af modelresultater som simpel
beslutningsstøtte
Resultaterne af modellen kan forenkles og
illustreres grafisk. Dette kan bruges som
grundlæggende værktøjer til vurdering af
varigheden af saltmængder i forskellige
situationer.
De følgende eksempler demonstrerer
resultaterne fra MORS model ved forskellige vandmængder. I alle tilfælde er der
taget udgangspunkt i en saltmængde på
10 g/m2 på vejbanen, neutral fordampning (hverken kondens eller fordampning)
og vindstille. Trafikintensiteten er på henholdsvis 3.000 og 14.500 Ådt.
Ved højere trafikintensitet vil disse tal
Den mest avancerede implementering af
restsaltmodellen er, at den kan integreres
i de eksisterende modeller for beslutningsstøttesystemer.
Modellen kan anvendes på to forskellige måder:
a) Beregning af saltmængden på vej
i ”real time”. Det vil sige beregn
saltmængden i real time baseret på
faktiske/registrerede data for vejr og
trafik fra saltningstidspunkt herunder doseringsmængde, saltningsmetode og sprederens passagetid
frem til real time.
b) Prognose for udviklingen af saltmængde baseret på prognosedata
for vejr og trafik. Ved at have en
forventet restsaltudvikling kan man
sige, hvornår der vil være behov for
fremtidige saltudkald.
██
██
██
██
██
Modelforenkling og
forudsætninger
I modelkoncept er der i alt identificeret ti
forskellige processer, som påvirker restsaltmængden på kørebanen efter et saltudkald. Der vil være en række faktorer, der
påvirker hver af de forskellige processer.
En komplet model er meget vanskelig at
opnå, og visse forenklinger og antagelser
har derfor været påkrævet. Formålet med
modeludviklingen har været at modellere
de processer, der har størst indflydelse
på udvikling af restsaltmængde. På baggrund af resultaterne fra forsøg i henhold
til MORS projekt er det først og fremmest
processerne run-off, og splash- og spray
off. som er vigtigst for restsaltudvikling.
Procentdel af salt, der er gået tabt som
blow-off, før det opløses i praksis, kan også
være store. Disse tre fremgangsmåder er i
Figur 3. Varighed af saltmængde
ved forskellige vandmængder
på vejen og som funktion af den
akkumulerede trafikmængde.
Kurverne angiver restsaltmængde på hjulspor (Wt).
Trafikintensitet ≈ 3.000 Ådt.
34 TRAFIK & VEJE • 2015 oktober
høj grad påvirket af mængden af væske på
vejoverfladen. Af disse er det kun run-off,
som ikke er trafikafhængig, mens trafikken
er en drivende faktor for splash/spray-off
og blow-off. I MORS model er derfor lagt
stor vægt på disse tre processer.
I tillæg er der gjort følgende forudsætninger:
Modellen beregner ikke initialtap (spild
af salt dvs. tab under spredning af salt.
Ved brug af modellen skal initialtab tages i betragtning. Det kan gøres ved at
anvende tilgængelig viden og erfaringer om det faktiske initialtab ved forskellige spredemetoder og vejbaneforhold. Hvor der findes vejsensorer, som
er i stand til at måle restsalt på stedet,
kan resultaterne fra disse sensorer anvendes som indledende betingelser for
modellen.
Snerydning. Modellen omfatter ikke
nogen effekt af snerydning.
Påvirkning af smeltet sne vil ikke indgå
i modellen.
Spredning af salt. Det antages, at den
passende mængde af salt, som vil forblive på jorden efter spredning, straks
opløses i væsken.
Krystallisering af salt ved udtørring af
vejen er inkluderet i modellen.
Blow-off af uopløste saltkorn eller krystalliseret salt er der taget hensyn til
ved at behandle det på samme måde
som splash af væske og opløste salt.
██
Tilgængelighed
Projektets resultater er offentligt tilgængelige og kan fremskaffes på NordFoU hjemmeside www.nordfou.org. Projektorganisation, formål og forudsætninger kan findes i
”Projektplan”, mens modellens opbygning
og niveauer, hvorpå modellen kan implementeres, er indarbejdet i ”implementeringsguide for restsaltmodel”.
Ydermere vil projektgruppen også
være tilgængelig for spørgsmål, som måtte
opstå i forbindelse med projektet.
█
Figur 4. Varighed af saltmængde
ved forskellige vandmængder
på vejen og som funktion af den
akkumulerede trafikmængde.
Kurverne angiver restsaltmængde på hjulspor (Wt).
Trafikintensitet ≈ 14.500 Ådt.